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玉米籽粒产量和品质决定于基因型和环境因素。本文通过在辽宁省内的沈阳、铁岭、朝阳、大连和丹东五地种植连玉16、丹玉39、郑单958三类不同株型品种,系统比较了玉米产量与品质的密度效应,以及不同生态区玉米产量和品质的差异,并分析了差异的原因。
结果表明,连玉16、丹玉39、郑单958三个品种的产量达到显著差异水平:郑单958>丹139>连玉16。三个品种的产量在五个地点之间达到了显著差异水平。三个品种的产量以铁岭点最高,朝阳、沈阳点居中,丹东、大连点较低。产量与积温、光照、花后积温和花后光照呈负相关,与降水量呈正相关。但也要看到产量的形成不是孤立地受某一项生态因子的影响,而是生态因子综合作用的结果。
群体的叶片性状表现直接影响着产量的高低。三个品种的穗上叶层叶向值为连玉16<丹玉39<郑单958;穗叶层叶向值为连玉16>丹玉39>郑单958。上层叶片直立,中下部叶片平展,可以便群体充分利用光能。三个品种的三层叶向值随种植密度的增加而呈现增加的趋势,这样可以减小群体因种植密度增大而叶片间相互遮荫的缺点。在全生育期内,随着密度的增加,单株叶面积减少,但叶面积指数(LAI)却增加。在全生育期LAI的发展动态上:连玉16LAI前期上升缓慢,后期下降较快;郑单958前期LAI迅速上升,高值维持时间较长,灌浆后较另两个品种下降缓慢;丹玉39LAI的发展动态介于连玉16与郑单958之间。在地点间开花期LAI丹东、大连试点较低,这与光照时数和有效积温有很大的关系。叶面积持续时间随着密度增加而增大。地点间全生育期叶面积持续时间铁岭点>朝阳点>沈阳点>丹东点>大连点,此变化趋势与产量变化趋势一致。
只有使穗数、粒数和粒重三因素的乘积达到最大值,这样才能获得高产。单位土地面积上穗数随着密度增加而增加,影响穗数的因子为株数和空杆率。随着密度增加,单位土地面积株数增加,空杆率逐渐升高。穗粒数表现出连玉16和丹玉39高于郑单958,而空秆率则是郑单958低于连玉16和丹玉39。降水量对平展型品种穗粒数的直接效应最大,而有效积温对紧凑型玉米品种穗粒数的直接效应最大。在试验密度范围内,随着密度的增加,三个品种的百粒重有降低的趋势。从三个品种来看,连玉16、丹玉39的百粒重大于郑单958,这说明平展型玉米品种主要靠个体来增产,紧凑型品种靠群体来获得高产。三个品种的百粒重在五个试点都达到极显著差异水平,并且丹东最高,大连最低。开花-成熟阶段的降水量对连玉16、丹玉39百粒重的影响最大。而对于郑单958来说,开花-成熟阶段的日照时数对其百粒重的影响最大,并且呈负相关。
密度对三个品种籽粒品质性状无显著影响。唯一例外的是,丹玉39总淀粉百分含量在密度处理间达到极显著水平,且随着密度增加,丹玉39总淀粉含量呈现先升后降的变化趋势。由于籽粒中淀粉含量所占的比重较大,因此淀粉含量与较适宜的群体光分布特征值(叶面积指数)相对应。当LAI大于一定值时,因对光需要的生长调节,使下部光照条件变差,最终影响了群体的品质。品质性状在三个品种间也达到显著差异水平,连玉16粗脂肪含量最高;丹玉39粗蛋白、赖氨酸含量最高,但总淀粉含量、容重最低;郑单958总淀粉含量、容重最高,而粗蛋白、粗脂肪和赖氨酸含量最低。
三个品种的品质性状在五个地点之间都达到了显著差异水平。连玉16、丹玉39的脂肪含量为朝阳点最高,铁岭、丹东、沈阳点居中,大连点最低;郑单958的脂肪含量在沈阳点最高,铁岭、丹东点居中,大连、朝阳点较低;蛋白含量丹东、铁岭点较高,沈阳、大连点居中,朝阳点最低;淀粉含量为大连、朝阳、沈阳点较高,铁岭、丹东点较低。从三个品种的综合变化趋势来看,蛋白质含量与光照、积温负相关,与降水正相关,且相关达到显著水平;脂肪含量与花后积温和降水量显著正相关,与光照极显著正相关;淀粉含量与积温表现为负效应,与光照、降水呈正相关;赖氨酸含量与积温和光照正相关,与降水呈现正效应;容重与积温表现为显著负相关,与光照、降水呈现负效应。试验表明,通过品种、密度等调控措施可以充分利用环境资源,发挥区域优势,为辽宁省玉米的优质高产、合理布局提供理论依据,为今后我省玉米选育和生产提供理论指导。